Vad är en Karnaugh-karta?
I sin enklaste form är en Karnaugh-karta en grafisk genväg för att lösa problem uttryckta i Booleska algebra. Booleska algebra är en form av matematik som använder två värden för att utföra beräkningar och skapa uttryck. Denna typ av algebra är ett av de grundläggande koncepten bakom datavetenskap och digital kretsdesign, och Karnaugh-kartan utvecklades först för att hjälpa till att lösa vissa problem utan att använda långa beräkningar. Kartan i sin moderna form utvecklades av fysikern Maurice Karnaugh 1953.
Karnaugh-kartor är utformade för att skifta bördan att lösa vissa problem från beräkningar och mot mönsterigenkänning. Dessa kartor används också för att hjälpa till att fånga visuell information och urskilja meningsfulla organisationer. Eftersom människor naturligtvis är skickliga på mönsterigenkänning, har användningen av Karnaugh-kartor snabbt rusat upp vissa aspekter av kretsdesign. En av Karnaugh-kartans särskilda styrkor är att hitta och visa möjliga lösningar på rasrisker, som är brister i ett system orsakat av tidsfrågor. Rasfara är särskilt oroande för mjukvaruutvecklare, nätverksarkitekter och datasäkerhetsspecialister, eftersom de kan allvarligt kompromissa och skada system.
En Karnaugh-karta är generellt byggd som ett rektangulärt diagram uppdelat i rader och kolumner. Karnaugh-kartor, även kända som Veitch-diagram eller KV-kartor, är i huvudsak sanningstabeller - tabeller som visar alla giltiga kombinationer för en viss uppsättning värden. En Karnaugh- eller KV-karta kan byggas med valfritt antal variabler, men standardpraxis är att hålla antalet variabler i tabellen till sex eller färre. Dessa variabler uttrycks vanligtvis i grå kod, ett talsystem som uttrycker binära värden eller ett system som endast använder 0 och 1.
Det verkliga värdet på Karnaugh-kartan ligger i dess enkelhet. Eftersom en Karnaugh-karta presenteras som väsentligen ett rutnät, är strukturen enkel och lätt att förstå på ett ögonkast. Nätstrukturen möjliggör också förenklat arrangemang av liknande variabler, vilket innebär att termer kan grupperas och omgrupperas efter behov för att lösa potentiella problem. På grund av strukturen på Karnaugh-kartan leder varje gruppering av variabler till en enkel representation av förändringarna i variablerna. Intilliggande variabler separeras av en ändring i endast en variabel, vilket ytterligare förenklar operationerna. Detta gäller oavsett hur många variabler som används. Som ett resultat förblir Karnaugh-kartan ett enkelt och användbart verktyg för många designers och ingenjörer som arbetar med digital kretsdesign och informationsteori.